[其他]高精度的有短路保护的高阻计

说明书

本实用新型属于高电阻的测量仪表。

国际上多数国家测量防静电产品电阻的测试方法中规定测试电压为500伏特或更大，现有的高阻计在使用500伏特以上的测试电压时。测试端与高压端一旦接触形成短路便会损坏仪表。这种现象实际上是难以避免的，并给操作者带来诸多不便。国内先进的HZ2511型数字式高阻计采用二级放大器，一级是微电流放大器，另一级是有源滤波器。该型高阻计的测量范围是2×10⁵欧姆～199×10¹⁴欧姆。测量误差大，误差范围在3％～10％，读数不稳定，高阻计常用于测试防静电产品的电阻值，大部分防静电产品的电阻值在10⁴欧姆～10⁹欧姆范围内，而HZ2511型高阻计的测量下限是2×10⁵欧姆，显然就不能满足要求了。如果使用HZ2511型高阻计测量防静电产品的电阻，当测量10⁵欧姆以下电阻时，必须用其它的欧姆表替换HZ2511型高阻计，给测量工作带来不便。

鉴于上述已有技术存在的问题，本实用新型任务是设计一种精度高、有短路保护装置的新型数字式高阻计，其测量范围是1×10³欧姆至1.999×10¹⁴欧姆，测量误差小，误差范围在0.5％～5％。

本实用新型提供的高阻计主要由电源变换装置、电压分压电阻、电流取样电阻、跟随器、A／D双积分变换器以及短路保护装置等组成。由图2，3，4连接成的电路，如图1所示。将该电路组装在一个六面体的金属壳体内，在面板上引出被测电阻Rx的两根接线端，面板上还有液晶屏用以显示被测电阻值。

参见图2，Ro作为检测流过被测电阻Rx电流的取样电阻，Ro＜＜Rx，图中R₁和R₂作为测量电压U的分压电阻，取出电阻Rx两端的电压信号以及流过电阻Rx的电流信号，送至A／D双积分变换器。经过A／D转换后在液晶屏上显示出电阻值，显示的结果不受电压变化的影响。因为双积分变换器A／D的显示值与输入电压V_1N和参考电压V_Ref有如下关系：

显示值＝ (V_1N)/(V_Ref)

从图2可见 V_Ref＝ (Ro)/(Ro＋Rx) U＝ (Ro)/(Rx) U

V_1N＝ (R₂)/(R₁+R₂) U

则显示值＝ (V_1N)/(V_Ref) ＝ (R₂)/((R₁+R₂)R₀) Rx

即显示值与Rx成正比，且只由R₁、R₂、Ro和Rx四个电阻决定。与测试电压等不稳定因素无关，只要适当调整R₁、R₂和Ro，就可以做成精度很高的数字高阻计。双积分变换器A／D的参考电压V_Ref输入电阻大约为10⁹欧姆，当测量高电阻时，不能把V_Ref直接接在电流取样电阻Ro上，必须采用一级输入阻抗极高的跟随器Q，如图3所示。

本实用新型高阻计的另一个特点是有短路保护装置，见图4。当测量电阻Rx两端测试线相接触形成短路时，A点电压是一个高压脉冲，通过延时元件T延时后，B点电压将逐渐上升，跟随器Q输出电压也逐渐上升，当这电压上升到一定值时将使开关元件导通，使得测试电压降到不至损坏跟随器输入极限电压以下。

经计量研究单位检验及有关单位试用证明。本实用新型高阻计稳定性好、测量精度高。操作方便，操作人员不必担心两测试端接触而损坏仪表。同时由于线路简单，还具有成本低的优点。本实用新型高阻计适用于测量电子电器产品的绝缘电阻，特别适用于测量防静电产品的电阻。

图1表示本实用新型高阻计的电路总装示意图。图中S表示电源变换，P表示显示装置。

图2表示测试原理图。图中Rx为被测电阻。Ro为电流取样电阻，R₁和R₂为分压电阻，U为电源电压，V_Ref为参考电压，V_1N为输入电压，A／D为双积分变换器。